به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ امروز در مراسمی در فرهنگستان سلطنتی علوم سوئد، برندگان جایزه نوبل شیمی امسال معرفی شدند. این سه دانشمند به نامهای سوسومو کیتاگاوا از ژاپن، عمر ام. یاغی از اردن و ریچارد رابسون از بریتانیا به دلیل کارهای ارزندهای که در زمینه توسعه چارچوبهای فلزی-آلی یا MOF داشتند، موفق به دریافت این جایزه شدند.
سوسومو کیتاگاوا متولد سال ۱۹۵۱ است و هماکنون در دانشگاه کیوتو در خود ژاپن مشغول تدریس و تحقیق است. ریچارد رابسون متولد ۱۹۳۷ است و هماکنون در دانشگاه ملبورن در استرالیا و عمر ام. یاغی متولد ۱۹۶۵ است و در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی آمریکا مشغول به فعالیت هستند.
معماری مولکولی آنها فضاهایی برای شیمی فراهم میکند
برندگان جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ ساختارهای مولکولیای ایجاد کردهاند که دارای فضاهای بزرگی هستند و از طریق آنها گازها و سایر مواد شیمیایی میتوانند جریان پیدا کنند. این ساختارها، که چارچوبهای فلزی-آلی (MOF) نامیده میشوند، میتوانند برای استحصال آب از هوای بیابان، جذب دیاکسید کربن، ذخیره گازهای سمی یا کاتالیز واکنشهای شیمیایی استفاده شوند.
آنها یک شکل جدید از معماری مولکولی توسعه دادهاند. در ساختارهای آنها، یونهای فلزی به عنوان ستونهای اصلی عمل میکنند که با مولکولهای طولانی آلی (بر پایه کربن) به هم پیوند خوردهاند. این یونها و مولکولها با هم بهگونهای سازماندهی شدهاند که کریستالهایی با حفرههای بزرگ تشکیل دهند. این مواد متخلخل را چارچوبهای فلزی-آلی (MOF) مینامند. با تغییر بلوکهای ساختمانی مورد استفاده در MOFها، شیمیدانها میتوانند آنها را طوری طراحی کنند که مواد خاصی را جذب و ذخیره کنند. MOFها همچنین میتوانند واکنشهای شیمیایی را هدایت کرده یا جریان برق را هدایت کنند.
«چارچوبهای فلزی-آلی پتانسیل عظیمی دارند و فرصتهای پیشبینینشدهای برای تولید مواد سفارشی با کارکردهای جدید فراهم میکنند.» — هینر لینکه، رئیس کمیته نوبل شیمی
همه چیز در سال ۱۹۸۹ آغاز شد، وقتی ریچارد رابسون خواست از خواص ذاتی اتمها به روش جدیدی استفاده کند. او یونهای مس مثبت را با یک مولکول چهارشاخه ترکیب کرد؛ این مولکول دارای یک گروه شیمیایی بود که در انتهای هر شاخه به یونهای مس جذب میشد. وقتی این ترکیبها با هم پیوند خوردند، یک کریستال منظم و جادار تشکیل شد. این ساختار شبیه یک الماس پر از حفرههای بیشمار بود.
رابسون به سرعت پتانسیل ساختار مولکولی خود را درک کرد، اما این ساختار ناپایدار بود و به راحتی فرو میریخت. با این حال، سوسومو کیتاگاوا و عمر یاغی این روش ساخت را به یک پایه محکم مجهز کردند؛ بین سالهای ۱۹۹۲ تا ۲۰۰۳، آنها به صورت جداگانه مجموعهای از کشفیات انقلابی انجام دادند.
کیتاگاوا نشان داد که گازها میتوانند داخل و خارج ساختار جریان پیدا کنند و پیشبینی کرد که MOFها میتوانند انعطافپذیر ساخته شوند.
یاغی یک MOF بسیار پایدار ایجاد کرد و نشان داد که میتوان آن را با طراحی منطقی اصلاح کرد تا خواص جدید و مطلوبی پیدا کند.
پس از کشفیات انقلابی این برندگان، شیمیدانها دهها هزار MOF مختلف ساختهاند. برخی از این چارچوبها میتوانند به حل بزرگترین چالشهای بشریت کمک کنند؛ با کاربردهایی مانند:
- جدا کردن PFAS (گروهی از مواد پلیمری که در ظروف نچسب و پارچههای مقاوم در برابر آب به کار میرود) از آب
- تجزیه ردی از داروها در محیط زیست
- جذب دیاکسید کربن
- استحصال آب از هوای بیابان
انتهای پیام/
نظر شما